Гидроударное бурение твердосплавными коронками

При подготовке к бурению гидроударными машинами особое внимание следует уделить монтажу нагнетательной магистрали насоса. Нагнетательная магистраль при гидроударном бурении должна выдерживать повышенное давление, а также иметь приспособление для гашения волны гидроудара. В качестве напорного шланга рекомендуется применять рукав высокого давления с внутренним диаметром 38 мм.

При бурении гидроударными машинами используют сальники-вертлюги с большими проходными отверстиями и надёжным сальниковым уплотнением.

Смонтированную магистраль опрессовывают на полуторное давление; на насосе устанавливают предохранительный клапан, рассчитанный на рабочее давление плюс 10-15%. В процессе работы напорной магистрали необходимо периодически подтягивать все болтовые соединения.

Перед спуском бурового снаряда в скважину необходимо:

• гидроударник отрегулировать по указаниям, приведенным в технической характеристике;
• калибровочным кольцом тщательно проверить диаметр коронки, при бурении соблюдать строгую очередность в отработке коронок до полного износа, пуская в работу сначала коронки с большим диаметром. Диаметр вновь опускаемой коронки не должен превышать диаметра коронки, бывшей в работе, более чем на 0,2 мм в породах до VIII категории по буримости и 0,1 мм в породах IX категории. В породах более высоких категорий диаметр вновь опускаемой коронки должен быть равен диаметру поднятой из скважины коронки, в противном случае зауженный интервал скважины разбуривают (расширяют);
• тщательно проверить кольцо кернорвателя, обращая внимание на износ и цельность кольца, его наружный и внутренний диаметры, заход в коронку, износ наплавленного металла.

Спускать колонковый набор необходимо осторожно, предупреждая удары твёрдого сплава об обсадные трубы и уступы в скважине.

До забоя следует доходить медленно с промывкой и вращением. При этом расход промывочной жидкости 120-150 л/мин, осевая нагрузка на коронку 2-3 кН, частота вращения коронки 60-71 об/мин.

После постановки снаряда на забой на пониженном режиме бурят 10-15 см, а затем задают рациональный технологический режим в соответствии с физико-механическими свойствами пород.

Эффективность гидроударного бурения, в том числе с применением твёрдых сплавов, определяется следующими основными параметрами: частотой и энергией ударов гидроударной машины, частотой вращения бурового снаряда, осевой нагрузкой на породоразрушающий инструмент.

При гидроударном бурении изменились функции промывочной жидкости. Наряду с выносом шлама, охлаждением резцов, поддерживанием устойчивости стенок скважины, промывочная жидкость выполняет ещё одну, очень важную роль, являясь приводом забойной ударной машины. С увеличением расхода промывочной жидкости резко возрастает энергия единичного удара, в результате чего обеспечивается более интенсивное разрушение породы.

Осевая нагрузка при гидроударном бурении пород относительно слабых и средней твёрдости выполняет практически те же функции, что и при вращательном способе бурения, обеспечивая наряду с ударными импульсами заглубление резцов в забое и поддерживая непрерывность процесса резания породы в периоды между ударами.

В более твёрдых породах, разрушение которых при гидроударном бурении осуществляется преимущественно ударным сколом, осевая нагрузка способствует сохранению в процессе бурения постоянного контакта резца с породой, благодаря чему улучшаются условия передачи ударных импульсов и обеспечивается стабильная работа гидроударной машины.

В относительно слабых и малоабразивных породах увеличение осевой нагрузки даёт рост скорости углубления (однако всё же меньший, чем при бурении вращательным способом); в твердых абразивных породах с увеличением осевой нагрузки интенсивно растёт износ породоразрушающего инструмента и, следовательно, резко снижается углубление за рейс. Практически в твёрдых породах рекомендуется уменьшать осевую нагрузку до минимальной величины, зависящей от усилий подачи конкретной конструкции гидроударника.

Ударно-вращательное бурение осуществляется двумя типами гидроударных машин: Г76 с повышенной энергией удара и высокочастотными гидроударниками Г76В и Г59В. Для бурения в породах V-X категорий по буримости рекомендуется восемь типов (специальных) твердосплавных коронок различных типов. Области рационального их применения приведены в табл. 13.

Таблица 13. Области рационального применения твердосплавных коронок при ударно-вращательном бурении

Твердосплавные коронки			Области рационального применения
Диаметр, мм		Число резцов
наруж.	внутрен.
76	52	6	Пластичные и вязкие породы V-VI категории по буримости
76	52	4	Породы VII-X категорий по буримости
76	52	4	Для хрупких пород VII-X категорий по буримости для повышения выхода керна
59	39	4	Породы VII-IX категорий по буримости
59	39	4	Породы хрупкие VII-IX категорий по буримости; для повышения выхода керна
59	39	4	Породы VIII-X категорий по буримости, трещиноватые, абразивные; для повышения выхода керна
59	39	6	Породы VIII-X категорий по буримости
76	48	4	Специальная коронка для двойного колонкового снаряда

Рекомендуемые параметры режимов гидроударного бурения специально предназначенными для этого способа твердосплавными коронками приведены в табл. 14.

Таблица 14. Параметры режимов гидроударного бурения специальными твердосплавными коронкам

Характеристика пород	Категория пород по буримости	Наименование параметров	Значения параметров
			Диаметр коронки, мм
			93	76	59
Среднеабразивные	VII—VIII	Осевая нагрузка, кН	8-10	8-10	8
Высокоабразивные	IV—IX	Осевая нагрузка, кН	4-5	4-5	4
Малоабразивные	VIII—X	Осевая нагрузка, кН	7-8	6-8	6
Среднеабразивные	VIII—X	Осевая нагрузка, кН	4-5	4-5	4-5
Высокоабразивные	IX—XI	Осевая нагрузка, кН	3-4	3-4	3
Среднеабразивные	VII—VIII	Частота вращения, об/мин	36-60	60-72	120
Высокоабразивные	IV—IX	Частота вращения, об/мин	30	36-60	60-72
Малоабразивные	VIII—X	Частота вращения, об/мин	30	36-60	60-72
Среднеабразивные	VIII—X	Частота вращения, об/мин	30	30	42
Высокоабразивные	IX—XI	Частота вращения, об/мин	20	20	30
Среднебразивные	VII—VIII	Расход промывочной жидкости, л/мин	180-200	180-200	140-160
Высокоабразивные	IV—IX	Расход промывочной жидкости, л/мин	200	200	160-180
Мапоабразивные	VIII—X	Расход промывочной жидкости, л/мин	200	200	160-180
Среднеабразивные	VIII—X	Расход промывочной жидкости, л/мин	200	200	180
Высокоабразивные	IX—XI	Расход промывочной жидкости, л/мин	200-220	200-220	180